一种用于空气过滤器的净化控制系统及方法
技术领域

本发明属于吸滤净化技术领域，尤其涉及一种用于空气过滤器的净化控制系统及方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：净化是指清除不需要或有害的杂质，使物品达到纯净的程度。在一定空间范围内，将空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除，并将室内温度、洁净度、压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内的工程学科。空气净化器(又称为室内空气净化器)广泛应用于空调房间如办公室、宾馆、民用住宅、医院病房以及其他需要净化空气的实验室、计算机房等场所，它对于改善室内的空气质量大为有益。然而，现有吸滤净化过程不能对故障进行准确检测；同时，不能准确检测净化效能。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有吸滤净化过程不能对故障进行准确检测；同时，不能准确检测净化效能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于空气过滤器的净化控制系统及方法。

本发明是这样实现的，一种用于空气过滤器的净化控制系统，所述用于空气过滤器的净化控制系统包括：

空气质量检测模块，与主控模块连接，用于通过空气检测器检测空气质量数据；

故障检测模块，与主控模块连接，用于通过故障检测电路检测吸滤净化过程的故障信号；

效能检测模块，与主控模块连接，用于检测吸滤净化的效能数据；

主控模块，与空气质量检测模块、故障检测模块、效能检测模块、吸气模块、过滤模块、净化模块、净化程度判断模块、显示模块连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；

吸气模块，与主控模块连接，用于通过吸气泵吸收空气；

过滤模块，与主控模块连接，用于通过过滤网对空气灰尘颗粒进行过滤；

净化模块，与主控模块连接，用于通过净化器对空气进行净化操作；

净化程度判断模块，与主控模块连接，用于通过判断程序对吸滤净化程度进行判断；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测的空气质量、净化故障、净化效能、净化程度数据。

所述空气质量检测模块进一步包括：

数据匹配模块，用于判断当前空气质量等级；

存储模块，用于提醒系统的数据存储；

提醒模块，用于输出提醒信息；

通讯模块，用于提醒系统的数据传输；

移动终端，用于接收远程提醒信息；

控制模块，数据匹配模块、存储模块、提醒模块和通讯模块分别与控制模块电性连接；

进一步，所述所述提醒模块包括显示单元、语音提醒单元和数据发射单元，显示单元和语音提醒单元分别电性连接主控MCU用于显示空气质量信息和语音提醒语音质量，数据发射单元分别电性连接通讯模块与主控MCU和通讯连接移动终端用于发送空气质量数据至移动终端进行远程提醒。

进一步，所述控制模块包括：包括微处理器模块、数据采集模块、信号预处理模块、数据存储模块、数据显示模块、无线通信模块、定位模块和异常提示模块；

所述微处理器模块作为分别与信号预处理模块、数据存储模块、数据显示模块、无线通信模块、定位模块和异常提示模块连接。

异常提示模块，用于当检测到空气质量较差时进行提示；

定位模块用于采集检测到的空气质量数据的所在地理位置；

无线通信模块，用于建立所述微处理器模块与上位机之间的网络通信，将检测到的空气质量数据和地理位置数据实时地发送至上位机；

数据显示模块，用于显示检测到的空气质量数据；

数据存储模块用于存储健康状态的空气质量数据和检测到的实时空气质量数据；

微处理器模块用于接收信号预处理模块发送来的检测信号并将该信号与所述数据存储模块中的健康状态的空气质量数据进行对比分析，还用于在实时空气质量数据恶劣时向所述异常提示模块发送控制信号，还用于向所述数据显示模块、数据存储模块和无线通信模块发送实时空气质量检测数据。

所述故障检测模块进一步包括：

红外采集模块，其输入为信息处理模块输出的控制信息，用于采集表面温度分布，生成红外热像图；

智能诊断模块，其输入为红外采集模块获得的红外热像图，使用卷积神经网络深度学习模型实现智能检测和自诊断；

显示单元，其输入为控制模块输出的控制信息，用于显示当前状态，当前检测阶段及该批次故障率的信息；

信息处理模块，所述信息处理模块与连接头接口信号连接，用以接收所述连接头接口传输的被检测器件的检测信息，且所述信息处理模块具有预存信息，用以根据所述预存信息比对所述检测信息得出可直接识别的结果信息。

本发明的另一目的在于提供一种运行所述用于空气过滤器的净化控制系统的用于空气过滤器的净化控制方法，所述用于空气过滤器的净化控制方法包括以下步骤：

步骤一，通过空气质量检测模块利用空气检测器检测空气质量数据；通过故障检测模块利用故障检测电路检测吸滤净化过程的故障信号；通过效能检测模块检测吸滤净化的效能数据；

步骤二，主控模块通过吸气模块利用吸气泵吸收空气；

步骤三，通过过滤模块利用过滤网对空气灰尘颗粒进行过滤；

步骤四，通过净化模块利用净化器对空气进行净化操作；

步骤五，通过净化程度判断模块利用判断程序对吸滤净化程度进行判断；

步骤六，通过显示模块利用显示器显示检测的空气质量、净化故障、净化效能、净化程度数据。

进一步，所述用于空气过滤器的净化控制方法的故障检测方法如下：

(1)通过故障检测电路检测单台净化器的运行信号；

(2)当检测电路检测到所述单台净化器的运行信号时，主控芯片指示阵列式声波采集器实时采集所述单台净化器的工作声波和所述流水线的背景噪声并记录净化器运行的总时长；

(3)采用主动阵列式降噪技术，将步骤(2)中采集到的流水线的背景噪声的原始信号进行反相，并使反相后的信号与集净化器的工作声波融合以得到复原信号，优选地，使反相后的信号与集净化器的工作声波融合指的是使反相后的信号与集净化器的工作声波相加；

(4)通过采用基于快速傅立叶变换的方法对复原信号进行频谱分析，比较无故障和有故障条件下的不同的采集净化器工作声波的频谱特性，以得到故障报警阈值β，例如，通过采用基于快速傅立叶变换的方法对复原信号进行频谱分析，可得到复原信号的幅频特性、相频特性、实频特性、虚频特性和谱功率；

(5)利用故障报警阈值β，进行净化器集尘滤网故障的实时检测；

(6)在故障实时检测的基础上，进一步分析复原信号的频谱特性，对特定频段种类的故障进行定位。

进一步，所述用于空气过滤器的净化控制方法的效能检测方法如下：

1)通过检测设备获取设置于预定区域内的多台净化器的净化器标识和多台检测器的检测器标识；

2)建立所述净化器标识与检测器标识之间的对应关系；

3)接收所述净化器上传的工作信息，以及所述检测器上传的检测信息；

4)根据所述工作信息和检测信息，计算所述净化器对所述预定区域的净化效能值。

进一步，所述工作信息包括净化器标识、净化开始时间和净化结束时间；

所述检测信息包括检测器标识、检测时间和检测结果；

所述根据所述工作信息和检测信息，计算所述净化器对所述预定区域的净化效能的步骤包括：

根据所述对应关系，结合所述净化器标识和检测器标识，获取所述净化器对应的检测器；

根据所述对应的检测器的检测时间，获取所述净化开始时间对应的检测结果，以及所述净化结束时间对应的检测结果；

将净化结束时间对应的检测结果与净化开始时间对应的检测结果之间的差值的绝对值作为净化器对所述预定区域的净化效能值。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述用于空气过滤器的净化控制方法的信息数据处理终端。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过故障检测模块的检测算法可通过编程来完成，更可进一步降低了工人的劳动强度并提高了检测环节的灵活性，可靠性和准确性，从而达到较为理想的故障诊断效果；同时，通过效能检测模块在预定区域内设置多台净化器和多台检测器，其中，检测器与净化器相对应，通过净化器所对应的检测器在净化器在净化前的检测结果和在净化后的检测结果，计算该净化器对预定区域的净化效能值；进一步的，还可从多台净化器所对应的多个净化效能值中提取在预设区间的净化效能值，并将该区间净化效能值对应的净化器作为预定区域的最优净化器。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于空气过滤器的净化控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的用于空气过滤器的净化控制系统结构示意图；

图3是本发明实施例提供的空气质量检测模块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的故障检测模块的结构示意图；

图中：1、空气质量检测模块；1-1、数据匹配模块；1-2、存储模块；1-3、提醒模块；1-4、通讯模块；1-5、移动终端；1-6、控制模块；2、故障检测模块；2-1、红外采集模块；2-2、智能诊断模块；2-3、显示模块；2-4、信息处理模块；3、效能检测模块；4、主控模块；5、吸气模块；6、过滤模块；7、净化模块；8、净化程度判断模块；9、显示模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于空气过滤器的净化控制系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的用于空气过滤器的净化控制方法包括以下步骤：

S101：通过空气质量检测模块利用空气检测器检测空气质量数据；通过故障检测模块利用故障检测电路检测吸滤净化过程的故障信号；通过效能检测模块检测吸滤净化的效能数据；

S102：主控模块通过吸气模块利用吸气泵吸收空气；

S103：通过过滤模块利用过滤网对空气灰尘颗粒进行过滤；

S104：通过净化模块利用净化器对空气进行净化操作；

S105：通过净化程度判断模块利用判断程序对吸滤净化程度进行判断；

S106：通过显示模块利用显示器显示检测的空气质量、净化故障、净化效能、净化程度数据。

如图2所示，本发明实施例提供的用于空气过滤器的净化控制系统包括：空气质量检测模块1、故障检测模块2、效能检测模块3、主控模块4、吸气模块5、过滤模块6、净化模块7、净化程度判断模块8、显示模块9。

空气质量检测模块1，与主控模块4连接，用于通过空气检测器检测空气质量数据；

故障检测模块2，与主控模块4连接，用于通过故障检测电路检测吸滤净化过程的故障信号；

效能检测模块3，与主控模块4连接，用于检测吸滤净化的效能数据；

主控模块4，与空气质量检测模块1、故障检测模块2、效能检测模块3、吸气模块5、过滤模块6、净化模块7、净化程度判断模块8、显示模块9连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；

吸气模块5，与主控模块4连接，用于通过吸气泵吸收空气；

过滤模块6，与主控模块4连接，用于通过过滤网对空气灰尘颗粒进行过滤；

净化模块7，与主控模块4连接，用于通过净化器对空气进行净化操作；

净化程度判断模块8，与主控模块4连接，用于通过判断程序对吸滤净化程度进行判断；

显示模块9，与主控模块4连接，用于通过显示器显示检测的空气质量、净化故障、净化效能、净化程度数据。

在本发明的优选实施例中，空气质量检测模块1进一步包括：

数据匹配模块1-1，用于判断当前空气质量等级；

存储模块1-2，用于提醒系统的数据存储；

提醒模块1-3，用于输出提醒信息；

通讯模块1-4，用于提醒系统的数据传输；

移动终端1-5，用于接收远程提醒信息；

控制模块1-6，数据匹配模块1-1、存储模块1-2、提醒模块1-3和通讯模块1-4分别与控制模块1-6电性连接；

在本发明的优选实施例中，提醒模块1-3包括显示单元、语音提醒单元和数据发射单元，显示单元和语音提醒单元分别电性连接主控MCU用于显示空气质量信息和语音提醒语音质量，数据发射单元分别电性连接通讯模块与主控MCU和通讯连接移动终端用于发送空气质量数据至移动终端进行远程提醒。

在本发明的优选实施例中，控制模块1-6包括：包括微处理器模块、数据采集模块、信号预处理模块、数据存储模块、数据显示模块、无线通信模块、定位模块和异常提示模块；

所述微处理器模块作为分别与信号预处理模块、数据存储模块、数据显示模块、无线通信模块、定位模块和异常提示模块连接。

异常提示模块，用于当检测到空气质量较差时进行提示；

定位模块用于采集检测到的空气质量数据的所在地理位置；

无线通信模块，用于建立所述微处理器模块与上位机之间的网络通信，将检测到的空气质量数据和地理位置数据实时地发送至上位机；

数据显示模块，用于显示检测到的空气质量数据；

数据存储模块用于存储健康状态的空气质量数据和检测到的实时空气质量数据；

微处理器模块用于接收信号预处理模块发送来的检测信号并将该信号与所述数据存储模块中的健康状态的空气质量数据进行对比分析，还用于在实时空气质量数据恶劣时向所述异常提示模块发送控制信号，还用于向所述数据显示模块、数据存储模块和无线通信模块发送实时空气质量检测数据。

在本发明的优选实施例中，故障检测模块2进一步包括：

红外采集模块2-1，其输入为信息处理模块输出的控制信息，用于采集表面温度分布，生成红外热像图；

智能诊断模块2-2，其输入为红外采集模块获得的红外热像图，使用卷积神经网络深度学习模型实现智能检测和自诊断；

显示单元2-3，其输入为控制模块输出的控制信息，用于显示当前状态，当前检测阶段及该批次故障率的信息；

信息处理模块2-4，所述信息处理模块2-2与连接头接口信号连接，用以接收所述连接头接口传输的被检测器件的检测信息，且所述信息处理模块具有预存信息，用以根据所述预存信息比对所述检测信息得出可直接识别的结果信息。

在本发明的优选实施例中，故障检测模块2检测方法如下：

(1)通过故障检测电路检测单台净化器的运行信号；

(2)当检测电路检测到所述单台净化器的运行信号时，主控芯片指示阵列式声波采集器实时采集所述单台净化器的工作声波和所述流水线的背景噪声并记录净化器运行的总时长；

(3)采用主动阵列式降噪技术，将步骤(2)中采集到的流水线的背景噪声的原始信号进行反相，并使反相后的信号与集净化器的工作声波融合以得到复原信号，优选地，使反相后的信号与集净化器的工作声波融合指的是使反相后的信号与集净化器的工作声波相加；

(4)通过采用基于快速傅立叶变换的方法对复原信号进行频谱分析，比较无故障和有故障条件下的不同的采集净化器工作声波的频谱特性，以得到故障报警阈值β，例如，通过采用基于快速傅立叶变换的方法对复原信号进行频谱分析，可得到复原信号的幅频特性、相频特性、实频特性、虚频特性和谱功率；

(5)利用故障报警阈值β，进行净化器集尘滤网故障的实时检测；

(6)在故障实时检测的基础上，进一步分析复原信号的频谱特性，对特定频段种类的故障进行定位。

在本发明的优选实施例中，效能检测模块3检测方法如下：

1)通过检测设备获取设置于预定区域内的多台净化器的净化器标识和多台检测器的检测器标识；

2)建立所述净化器标识与检测器标识之间的对应关系；

3)接收所述净化器上传的工作信息，以及所述检测器上传的检测信息；

4)根据所述工作信息和检测信息，计算所述净化器对所述预定区域的净化效能值。

本发明提供的工作信息包括净化器标识、净化开始时间和净化结束时间；

所述检测信息包括检测器标识、检测时间和检测结果；

所述根据所述工作信息和检测信息，计算所述净化器对所述预定区域的净化效能的步骤包括：

根据所述对应关系，结合所述净化器标识和检测器标识，获取所述净化器对应的检测器；

根据所述对应的检测器的检测时间，获取所述净化开始时间对应的检测结果，以及所述净化结束时间对应的检测结果；

将净化结束时间对应的检测结果与净化开始时间对应的检测结果之间的差值的绝对值作为净化器对所述预定区域的净化效能值。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。